傾斜牙種植應用于不同質(zhì)量頜骨的三維有限元分析.pdf

1、目的：通過建立0°、5°、10°、15°、20°、25°6種牙種植體植入Ⅰ~Ⅳ級骨質(zhì)模型，并對其進行力學分析，得出不同傾斜角度牙種植體周圍骨質(zhì)的應力應變情況，以此來了解不同骨質(zhì)的頜骨能否進行傾斜種植以及可進行傾斜種植的最大角度。
　　方法：在ANSYS12.0三維有限元分析軟件中構建出依據(jù)ITI的基本數(shù)據(jù)建立圓柱形牙種植體的三維有限元模型，其中種植體的長軸與角度基臺長軸分別呈0°、5°、10°、15°、20°、25°，形成6種種植

2、體模型。同時構建出瓷性正方體代替牙冠以及頜骨骨塊模型。其中頜骨骨模型是根據(jù)Lekholm與Zarb提出的骨質(zhì)分類方法構建而成，分別為Ⅰ級骨：全由密質(zhì)骨構成；Ⅱ級骨：密質(zhì)骨厚3mm；Ⅲ級骨：密質(zhì)骨厚1mm；Ⅳ級骨：密質(zhì)骨厚1mm，松質(zhì)骨的彈性模量降低。將骨塊、種植體、牙冠進行裝配，保持種植體的基臺與骨塊長軸平行。賦予各種材料的力學參數(shù)，并進行自動網(wǎng)格劃分。對實驗條件進行約束后，垂直集中加載300N，分析種植體周圍密質(zhì)骨與松質(zhì)骨的應力應變大

3、小及分布情況。
　　結果：本研究中成功構建了6種傾斜牙種植體植入四個級別骨質(zhì)中的三維有限元模型。當牙種植體垂直植入頜骨中時，其最大馮·米塞斯應力（Von Mises應力）分布于種植體頸部周圍的密質(zhì)骨；而傾斜牙種植時，最大 Von Mises應力分布于反傾斜向的種植體頸部第一個螺紋相對應的密質(zhì)骨處。Ⅱ級骨質(zhì)松質(zhì)骨的最大Von Mises應力分布于種植體的底部（最下方的螺紋處），而在Ⅲ、Ⅳ級骨質(zhì)中種植體周圍松質(zhì)骨 Von Mises應

4、力分布較均勻，但在反傾斜方向的種植體第一螺紋處，也出現(xiàn)了應力集中的情況。并且密質(zhì)骨的最大 Von Mises應力比松質(zhì)骨約增加一個數(shù)量級。在同一骨質(zhì)中，隨著牙種植體傾斜角度的增加，密質(zhì)骨和松質(zhì)骨中的最大 Von Mises應力及應變量均逐漸增大；而相同角度的牙種植體于不同質(zhì)量的頜骨中時，最大 Von Mises應力發(fā)展趨勢為：密質(zhì)骨：Ⅳ級骨質(zhì)＞Ⅲ級骨質(zhì)＞Ⅱ級骨質(zhì)＞Ⅰ級骨質(zhì)；松質(zhì)骨：Ⅲ級骨質(zhì)＞Ⅳ級骨質(zhì)＞Ⅱ級骨質(zhì)；最大應變的發(fā)展趨勢為：密質(zhì)

5、骨：Ⅳ級骨質(zhì)＞Ⅲ級骨質(zhì)＞Ⅱ級骨質(zhì)＞Ⅰ級骨質(zhì)；松質(zhì)骨：Ⅳ級骨質(zhì)＞Ⅲ級骨質(zhì)＞Ⅱ級骨質(zhì)。
　　結論：①當牙種植體垂直植入頜骨中時，其最大 Von Mises應力分布于種植體頸部周圍的密質(zhì)骨；而傾斜牙種植時，最大 Von Mises應力分布于反傾斜向的種植體頸部第一個螺紋相對應的密質(zhì)骨處。Ⅱ級骨質(zhì)松質(zhì)骨的最大 Von Mises應力分布于種植體的底部（最下方的螺紋處），而在Ⅲ、Ⅳ級骨質(zhì)中種植體周圍松質(zhì)骨Von Mises應力分布較均勻，但

6、在反傾斜方向的種植體第一螺紋處，也出現(xiàn)了應力集中的情況。并且密質(zhì)骨的最大 Von Mises應力比松質(zhì)骨約大一個數(shù)量級，表示密質(zhì)骨在種植體行使功能時，承擔大部分咬合力。
　?、诋斞婪N植體傾斜角度相同時，最大Von Mises應力的發(fā)展趨勢為：Ⅳ級骨質(zhì)＞Ⅲ級骨質(zhì)＞Ⅱ級骨質(zhì)＞Ⅰ級骨質(zhì)。其中Ⅲ級骨質(zhì)、Ⅳ級骨質(zhì)的 Von Mises應力較在Ⅰ類、Ⅱ級骨質(zhì)成倍增長。因此，在生物力學方面，Ⅰ、Ⅱ級骨質(zhì)中進行牙種植優(yōu)于Ⅲ、Ⅳ級骨質(zhì)。